德克萨斯州电网在最近的寒流中没有出现任何实际问题,尽管在1月份的一天创下了冬季需求的记录,达到78,138兆瓦,并且需要两次保护呼吁。尽管紧张的电网条件通常与夏季有关——德克萨斯州电力可靠性委员会 (ERCOT) 在 2023 年夏季发布了 11 项保护呼吁——但近年来的几次极端寒冷事件凸显了冬季电网的脆弱性。随着越来越多的人用电热源取代燃气炉,冬季高峰电力需求的增长速度快于夏季高峰需求。

保持电网可靠性的关键之一是在高需求期间最大限度地减少发电中断。在1月16日创下冬季需求记录时,约有13,000兆瓦的发电容量因维护而离线。相比之下,2021 年 2 月停电时,有近 25,000 MW 处于离线状态。在每种情况下,由于极端寒冷的设备故障或燃料供应不足,大部分离线发电能力都是计划外的。

但是,任何发电设施都必须进行日常维护,以在需要时保持运行。火力发电厂——那些使用煤炭、天然气或核燃料发电的发电厂——是复杂的机器,占 2023 年 ERCOT 发电量的 59%。由于它们在电力结构中的重要性,这些工厂何时可以下线进行必要的计划性维护是有时间表的。

其中大部分工作发生在3月初至5月下旬的春季,以及9月中旬至11月下旬的秋季,即电力需求历来较低的“平季”。但是,当意想不到的热浪在这些平季更早开始或在一年中的晚些时候徘徊时,电力供应可能会捉襟见肘。例如,2006 年 4 月出乎意料的炎热天气导致轮流停电,部分原因是许多发电厂因定期维护而停产。

全球气候变化的一个后果是,北半球的春天来得更早,秋天般的天气在一年中开始得越来越晚。自 1950 年以来,德克萨斯州某些地区的无霜季节延长了三周。由于ERCOT的电力需求与温度有关,随着地球持续变暖,未来平季的时间会发生什么变化?

我们分析了 ERCOT 服务区域的平均每日用电量,以评估平季随时间的变化情况。从 1959 年到 2022 年,春季以温度为特征的平季移动得更早,从 3 月初到 2 月初,秋季移动得更晚,从 11 月初到中旬。与此同时,德克萨斯州冬季气温更加不稳定,这是一个令人困惑的问题:冬季天气平均变得温和,但经常被北极爆炸所打断。

季节变化对德克萨斯州可靠电力的未来意味着什么?我们的预测表明,到2040年代,春季和秋季的平季可能会在12月和1月合并为一个平季,从而有效地限制了发电厂进行维修所需的时间。在这个窗口期,发电厂运营商可能很难安排他们的预防性维护,如果太多人不得不同时休假并且深度冻结来袭,这可能会使我们更加脆弱。

立法者必须优先考虑鼓励建设多样化的能源。这样一来,如果火力发电必须下线进行维护,则整体发电能力将受到影响。鼓励可再生能源发电,特别是风能、太阳能和地热能,也可能有所帮助,因为这些技术不需要那么多的维护。行业应考虑将计划中的维护分散到一年中更广泛的时间段,监管机构应与行业合作,帮助优化维护计划。这些措施将有助于确保德克萨斯人不会再次被蒙在鼓里。

休·戴格尔(Hugh Daigle)是德克萨斯大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)的副教授兼地下能源与环境中心主任。

Joshua D. Rhodes是德克萨斯大学奥斯汀分校的研究科学家。

这篇专栏文章的一个版本出现在《奥斯汀美国政治家》、《韦科论坛报先驱报》和《圣安东尼奥快报》上。